[发明专利]一种大斜度及含砂气井用防漏防砂卡排水采气柱塞

说明书

本发明公开了一种大斜度及含砂气井用防漏防砂卡排水采气柱塞。涉及气井排水采气领域，该发明包括打捞头、柱塞、气囊、单向阀、嵌入式防砂块、弹性防漏圈、弹性连接段等构件；柱塞下降过程中，内部气囊收缩变形，井底积水进入柱塞内部中空区域，实现水的暂时储存，柱塞在上升过程中，内部气囊膨胀变形，将暂存水从柱塞毛细射孔中射出，在柱塞外部形成移动液膜，实现液封，同时避免砂砾在柱塞凹陷处沉积固化，弹性防漏圈与波纹管在弯曲处受压膨胀，减少环空面积，形成物理防漏，具有双重防漏措施，柱塞连接处用波纹管、弹簧连接，提高柱塞通过弯曲处的灵活程度，同时波纹管保护弹簧避免砂卡，提高排水效率，拥有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及气井排水采气领域，特别涉及在漏失严重的大斜度、含砂气井情况下，减少柱塞举升时液体漏失、柱塞表面砂砾沉积固化，提高柱塞排水采气效率的一种工具。

背景技术

柱塞气举工艺被广泛应用于排水采气的开采当中，其具有高效、经济、环保的优势。目前，大多数气举柱塞属于单节柱塞，密封防漏失性不强，对大斜度井的适用性低，容易产生砂卡、腐蚀的现象，导致井筒摩阻增加，柱塞损坏更换频繁等问题，例如专利公开号CN106014346A，虽然此柱塞气举能够解决气井整个生命周期内的积液问题，但适用范围小，对于大斜度井来说，单节柱塞不灵活，容易在弯斜处发生阻塞。专利公开号CN109653712A，装置的成本低廉、轻便，但是对于中部弹簧连接保护弱，在含砂气井井筒流动过程中，弹簧容易被砂石等造成腐蚀、阻塞，使弹簧弹性失效，导致柱塞卡井，发生停井，停压等情况。

针对上述问题及大斜度、含砂气井柱塞排水采气漏失严重等问题，提出一种大斜度及含砂气井用防漏防砂卡排水采气柱塞，采用多节柱塞的形式，搭配弹簧装置，灵活度提升，能够解决大斜度井弯斜处易阻塞的现象；弹簧外壁处增加波纹管，可有效保护弹簧，同时波纹管与弹性防漏圈在压缩过程中膨胀，减少环空面积，形成物理防漏；此外柱塞内部设计有气囊，在上升过程中，气囊膨胀，内部液体射出，避免柱塞表面砂砾沉积，同时形成液封，具有双重防漏工艺。因此本发明能够在大斜度、含砂气井情况下适用，减少柱塞举升时液体漏失、柱塞表面砂砾沉积固化，提高柱塞排水采气效率，拥有良好的应用前景与效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决大斜度、含砂气井情况下，单节柱塞不灵活易在弯斜处造成阻塞、漏失严重等问题。在井筒流动过程中，柱塞凹槽处与连接弹簧处易沉积杂物造成弹簧柱塞失效，更换频繁，工期变长等问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大斜度及含砂气井用防漏防砂卡排水采气柱塞。包括打捞头1、柱塞3、气囊4、单向阀5、嵌入式防砂块6、弹性防漏圈7、弹性连接段8和底座10等构件组成；所述的打捞头1设计为沉头中空结构，便于捞头螺栓2安装通过，减轻工具总重量；

所述的柱塞3可多个安装，柱塞3上方中心处，开设有与捞头螺栓2配合螺纹孔，柱塞3表面凹凸相间，且凹陷处留有柱塞毛细射孔301，所述柱塞3内部有中空区域，中空区域内安装有气囊4，柱塞3下方与柱塞座306，形成柱塞引水通道303，柱塞引水通道303内端与柱塞3中空区域相通，柱塞引水通道303外端与柱塞外部空间相通，柱塞引水通道303外端与柱塞外部空间接触处设有嵌入式防砂块安装区305，用于嵌入式防砂块6的安装，所述柱塞引水通道303中间有单向阀安装区304，用于单向阀5的安装；

所述的单向阀5由单向阀弹簧501、阀球502两部分组成；

所述的嵌入式防砂块6由弹帽601、弹帽弹簧602、防砂块固定体603、过滤膜604四部分组成，所述防砂块固定体603顶部中间留有沉孔，用于弹帽601、弹帽弹簧602的安装，所述过滤膜604位于嵌入式防砂块6中间，由防砂块固定体603固定；

所述的弹性防漏圈7由弹性材料制成，安装位于柱塞3与弹性连接段8连接处，受压时发生弹性变形膨胀；